Испанские учёные разработали технологию, которая позволяет растениям сигнализировать о вирусном заражении задолго до появления внешних симптомов. Генетически модифицированные растения начинают светиться другим цветом, что служит ранним предупреждением для аграриев. Результаты исследования, проведённого специалистами Высшего совета по научным исследованиям (CSIC) и Политехнического университета Валенсии (UPV), опубликованы в журнале Nature Communications.
В основе метода лежит механизм биолюминесценции, заимствованный у грибов. Здоровое растение постоянно испускает жёлтый свет, но при проникновении вируса его свечение меняется на ярко-зелёное. Для этого учёные встроили в геном растения систему из четырёх ферментов, которые преобразуют кофейную кислоту – естественный компонент растительных тканей – в светящуюся молекулу. Изменение цвета происходит под действием вирусных ферментов и фиксируется обычными фотокамерами.
Эффективность технологии проверили в ходе эксперимента. В качестве «растений-стражей» использовали табак Бентама (Nicotiana benthamiana), который разместили среди посадок томатов. После искусственного заражения томатов вирусом растения-биосенсоры изменили цвет, успешно выявив инфекцию до того, как на самих томатах проявились какие-либо признаки болезни.
Новый подход позволяет вести непрерывный мониторинг состояния посевов непосредственно в поле или теплице. В отличие от традиционных лабораторных методов, таких как ПЦР или ИФА, он не требует сбора образцов, специальных реагентов и квалифицированного персонала. По словам разработчиков, система работает как интегрированный в агрокультуру биологический детектор.
Технология открывает перспективы для точного земледелия, особенно в теплицах и при интенсивном выращивании культур. Она может помочь предотвращать эпидемии, сокращать потери урожая и более рационально применять средства защиты растений. Исследователи полагают, что в будущем систему можно будет адаптировать для выявления бактериальных и грибковых заболеваний, что особенно актуально на фоне распространения новых патогенов из-за изменения климата.
